Question

下图为元素周期表的一部分，请参照元素①一⑧在表中的位置，回答下列问题

（1）元素⑧形成的简单阴离子的结构示意图为____；元素④、⑥、⑦形成的简单离子的半径由大到小的顺序是         （用离子符号表示）。
（2）元素③和④可以形成多种化合物，其中化合物甲为这些化合物中相对分子质量最小的。若将化合物甲与元素④的单质按物质的量之比为4:1通人含足量由元素①、④和⑥组成的化合物乙的水溶液中，气体恰好完全反应且生成的盐只有一种，其反应的化学方程式为________。
（3）元素②和④组成的一种化合物与元素④的单质和化合物乙的水溶液在一定条件下可形成燃料电池，写出该燃料电池负极的电极反应式         .
（4）由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:

①X溶液与Y溶液反应的离子方程式为___         _。
②N→⑦的单质反应的化学方程式为___         _。
③M的水溶液显酸性，用离子方程式解释其原因___         _。

Answer 1

（19分）（1）（2分）r(O^2－)＞r(Na^＋) ＞r(Al^3＋)（2分）
（2）4NO＋O₂＋4NaOH＝4NaNO₂＋2H₂O （3分） （3）CO＋4OH^－－2e^－＝CO₃^2－＋2H₂O （3分）
（4）①Al³⁺＋3NH₃+3H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺（3分）
②2Al₂O₃(熔融) 4Al＋3O₂↑（3分）③NH₄^＋NH₃·H₂O＋H^＋（3分）

试题分析：根据元素在周期表中的相对位置可知，元素①～⑧分别是①是H，②是C，③是N，④是O，⑤是Na，⑥是Na，⑦是Al，⑧是Cl。
（1）元素⑧形成的简单阴离子是18电子微粒，其离子的结构示意图为；核外电子排布相同的微粒其微粒半径随原子序数的增大而减小，则元素④、⑥、⑦形成的简单离子的半径由大到小的顺序是r(O^2－)＞r(Na^＋) ＞r(Al^3＋)。
（2）元素③和④是N和O，二者形成多种化合物中相对分子质量最小的是NO，即甲是NO。由元素①、④和⑥组成的化合物乙是氢氧化钠。若将化合物甲与元素④的单质按物质的量之比为4:1通人含足量氢氧化钠的水溶液中，气体恰好完全反应且生成的盐只有一种。氧气在反应中得到4个电子，所以根据电子的得失守恒可知，4分子NO失去4个电子，则1 分子NO失去1个电子，氮元素的化合价从＋2价升高到＋3价，即氧化产物是亚硝酸钠，因此其反应的化学方程式为4NO＋O₂＋4NaOH＝4NaNO₂＋2H₂O。
（3）元素②和④组成的一种化合物与元素④的单质和化合物乙的水溶液在一定条件下可形成燃料电池，由于CO₂不能燃烧，所以C和O生成的化合物是CO。在原电池中负极失去电子，正极得到电子，所以CO在负极通入，氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钠溶液，所以该燃料电池负极的电极反应式为CO＋4OH^－－2e^－＝CO₃^2－＋2H₂O。
（4）①由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生如图转化的反应，其中M是仅含非金属的盐，所以一定是铵盐；Z加热生成N，N又生成⑦的单质，即单质是铝，所以N是氧化铝，电解熔融的氧化铝生成单质铝。则Z是氢氧化铝，氢氧化铝分解生成氧化铝。分析产物结合反应：X+Y+H₂O→Al(OH)₃+NH₄⁺可知X、Y是铝盐和一水合氨的反应；所以X溶液与Y溶液反应的离子方程式为：Al³⁺＋3NH₃+3H₂O＝Al(OH)₃↓＋3NH₄⁺。
②根据以上分析可知，N→⑦的单质反应的化学方程式为2Al₂O₃(熔融) 4Al＋3O₂↑。
③铵盐在水溶液中，NH₄^＋水解，溶液显酸性，反应的离子方程式是NH₄^＋NH₃·H₂O＋H^＋。